De eerste kaart met de wereldwijde geologie van de grootste maan van Saturnus, Titan, is voltooid en onthult volledig een dynamische wereld van duinen, meren, vlaktes, kraters en andere terreinen.

Planetaire geoloog David Williams van de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University werkte met een team van onderzoekers, geleid door planetaire geoloog Rosaly Lopes van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, om deze wereldwijde geologische kaart van Titan te ontwikkelen. De kaart, en hun bevindingen, waaronder de relatieve ouderdom van de geologische terreinen van Titan, werden onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie .

Titan is het enige planetaire lichaam in ons zonnestelsel behalve de aarde waarvan bekend is dat het stabiele vloeistof op het oppervlak heeft. Maar in plaats van water dat uit wolken regent en meren en zeeën vult zoals op aarde, op Titan regent het methaan en ethaan - koolwaterstoffen die we beschouwen als gassen, maar die zich gedragen als vloeistoffen in het ijskoude klimaat van Titan.

"Titan heeft een actieve op methaan gebaseerde hydrologische cyclus die een complex geologisch landschap heeft gevormd, waardoor het oppervlak een van de meest geologisch diverse in het zonnestelsel is, ", aldus hoofdauteur Lopes.

"Ondanks de verschillende materialen, temperaturen en zwaartekrachtvelden tussen de aarde en Titan, veel oppervlaktekenmerken zijn vergelijkbaar tussen de twee werelden en kunnen worden geïnterpreteerd als producten van dezelfde geologische processen. De kaart laat zien dat de verschillende geologische terreinen een duidelijke spreiding hebben met breedtegraad, wereldwijd, en dat sommige terreinen veel meer oppervlakte beslaan dan andere, ' zei Lopes.

Het team van Lopes gebruikte gegevens van NASA's Cassini-missie, die tussen 2004 en 2017 opereerde en meer dan 120 rondvluchten maakte van de Mercurius-grote maan Titan. specifiek, ze gebruikten gegevens van Cassini's radarbeeldcamera om de ondoorzichtige atmosfeer van stikstof en methaan van Titan binnen te dringen. In aanvulling, het team gebruikte gegevens van Cassini's zichtbare en infrarode instrumenten, die in staat waren om enkele van de grotere geologische kenmerken van Titan vast te leggen door de methaannevel.

"Deze studie is een voorbeeld van het gebruik van gecombineerde datasets en instrumenten, Lopes zei. "Hoewel we geen wereldwijde dekking hadden met synthetische apertuurradar (SAR), we gebruikten gegevens van andere instrumenten en andere modi van radar om kenmerken van de verschillende terreineenheden te correleren, dus we kunnen afleiden wat de terreinen zijn, zelfs in gebieden waar we geen SAR-dekking hebben."

De rol van Williams bij het in kaart brengen van Titan was om samen te werken met het JPL-team om te bepalen welke geologische eenheden konden worden bepaald met behulp van eerst de radarbeelden en die eenheden vervolgens te extrapoleren naar de niet-radar-bedekte gebieden. Om dit te doen, Williams bouwde voort op zijn ervaring met het werken met radarbeelden op NASA's Magellan Venus-orbiter en op een eerdere regionale geologische kaart van Titan die hij ontwikkelde.

"De Cassini-missie onthulde dat Titan een geologisch actieve wereld is, waar koolwaterstoffen zoals methaan en ethaan de rol spelen die water op aarde heeft, Williams zei. "Deze koolwaterstoffen regenen neer op het oppervlak, stromen in beken en rivieren, zich ophopen in meren en zeeën, en verdampen in de atmosfeer. Het is nogal een verbazingwekkende wereld!"

Willems, die tevens directeur is van het Ronald Greeley Center for Planetary Studies aan de ASU, heeft veel ervaring met het geologisch in kaart brengen van kleine en ongewone planetaire objecten, inclusief Jupiters vulkanische maan Io, de asteroïde Vesta, de dwergplaneet Ceres en nu Titan.

"We hebben eerder dit decennium vergaderingen gehouden bij ASU om erachter te komen hoe Titan in kaart kan worden gebracht met behulp van de radar met een hogere resolutie en zichtbare afbeeldingen met een lagere resolutie, " legde Williams uit. "Titan-kaartenmakers van NASA's Jet Propulsion Laboratory en Cornell University kwamen naar ASU om erachter te komen hoe geologische kaarten van deze vreemde nieuwe wereld kunnen worden gemaakt."

De ervaring met het in kaart brengen van kleine en ongewone planetaire objecten zal Williams helpen bij een belangrijke taak die hij in het komende decennium zal ondernemen, om de eerste wereldwijde geologische kaart te maken van metalen asteroïde (16) Psyche, het doelwit van de door de ASU geleide NASA Psyche-missie die in 2022 moet worden gelanceerd.